本文關(guān)鍵詞：熱加工對(duì)Ti55531合金顯微組織及力學(xué)性能的影響

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【摘要】：近β鈦合金由于具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、高韌的優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)起落架、機(jī)翼連接緊固件等關(guān)鍵部位。本文主要研究高強(qiáng)高韌近β鈦合金Ti55531熱加工過(guò)程中的顯微組織演化與性能良好匹配的實(shí)現(xiàn),通過(guò)Ti55531合金在不同變形條件下的常規(guī)鍛造及等溫鍛造實(shí)驗(yàn),掌握合金顯微組織對(duì)不同熱成形工藝參數(shù)的依賴規(guī)律,分析不同顯微結(jié)構(gòu)對(duì)Ti55531合金成形后的強(qiáng)塑性能的影響,以期為近β鈦合金熱力耦合作用機(jī)制的理論研究和鍛造成形-成性工藝的制定提供參考。快速變形條件下,Ti55531合金晶粒組織呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)回復(fù)型的拉長(zhǎng)特征,鍛后空冷過(guò)程中在三角晶界等位置形成亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶等軸β晶粒。快速變形導(dǎo)致合金β晶界發(fā)生顯著碎化,并且在固溶時(shí)效過(guò)程中影響晶界α相的分布與形貌。等溫鍛造條件下,Ti55531合金β晶界完整性較好,熱處理后析出連續(xù)晶界α,并且α條的厚度與變形溫度和應(yīng)變速率相關(guān)。隨著變形溫度的升高,合金中初生等軸α相減少,晶界完整性提高,析出的晶界α條更加連續(xù);隨著應(yīng)變速率的升高,基體內(nèi)部出現(xiàn)明顯的再結(jié)晶特征。隨著變形量的增加,合金內(nèi)部變形拉長(zhǎng)特征越明顯,并且晶界α相隨著變形量的增加而變薄。近β鈦合金中,β相對(duì)其變形總應(yīng)力水平高低的影響更為顯著。β晶界對(duì)位錯(cuò)阻礙作用占總強(qiáng)度貢獻(xiàn)不足15%,且隨著溫度升高,比例逐漸降低。提高基體中α相含量,減小析出的α相尺寸及析出的層片狀α相的厚度,都可以提高兩相鈦合金的強(qiáng)度。時(shí)效溫度較低,基體中會(huì)形成硬脆ω相,嚴(yán)重影響材料塑性。但低溫條件變形保留的較多缺陷可以破壞β基體的晶格完整性,抑制ω相的形成,從而可以獲得較好的塑性。降低固溶溫度,升高時(shí)效溫度對(duì)降低Ti55531合金強(qiáng)化程度,提高塑性性能具有明顯作用。等溫鍛造條件下,805和820℃變形后合金的強(qiáng)度隨變形溫度升高而升高,塑性則出現(xiàn)降低,820-845℃溫度區(qū)間內(nèi)變形后Ti55531合金的塑性性能能維持較好水平(延伸率6%,斷面收縮率17%),并在此溫度區(qū)間內(nèi)隨變形溫度升高塑性出現(xiàn)較大提高。應(yīng)變速率為0.01s-1時(shí),合金的強(qiáng)度最大,塑性最低。應(yīng)變速率為0.1s-1,材料具有較好的強(qiáng)塑性匹配,較低應(yīng)變速率0.001s-1變形后合金的強(qiáng)度維持在較低水平但塑性性能最好;隨著變形量由20%增加到60%,合金強(qiáng)度逐漸增加,變形量升高至80%時(shí),合金強(qiáng)度則出現(xiàn)顯著下降,變形量從40%增至80%,合金塑性可以明顯得到改善。
【關(guān)鍵詞】：Ti55531合金 熱加工 顯微組織 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.23
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新與貢獻(xiàn)7-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 鈦及鈦合金概述10-14
• 1.1.1 鈦及鈦合金10
• 1.1.2 鈦合金的典型分類10-12
• 1.1.3 鈦合金組織類型及其性能12-14
• 1.2 鈦合金鍛造工藝14-16
• 1.2.1 鈦合金常規(guī)鍛造14-15
• 1.2.2 鈦合金等溫鍛造15-16
• 1.3 Ti55531合金的熱加工行為16-20
• 1.3.1 Ti55531合金的熱成形行為17-19
• 1.3.2 Ti55531合金的熱處理工藝19-20
• 1.4 本文的研究背景及意義20
• 1.5 本文的研究?jī)?nèi)容20-22
• 第2章 實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容及方法22-28
• 2.1 引言22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)用原材料22-23
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方案及方法23-26
• 2.3.1 相變點(diǎn)的測(cè)定23
• 2.3.2 常規(guī)鍛造試驗(yàn)方案23-24
• 2.3.3 等溫鍛造實(shí)驗(yàn)方案24-26
• 2.4 理化測(cè)試方法26-28
• 第3章 Ti55531合金熱加工后的顯微組織特點(diǎn)28-42
• 3.1 引言28
• 3.2 常規(guī)鍛造后Ti55531合金的顯微組織28-34
• 3.2.1 變形后的顯微組織28-31
• 3.2.2 固溶時(shí)效處理后的顯微組織31-34
• 3.3 等溫鍛造后Ti55531合金的顯微組織34-39
• 3.3.1 制度I熱處理后的組織演化34-35
• 3.3.2 制度II熱處理后的組織演化35-39
• 3.4 本章小結(jié)39-42
• 第4章 鈦合金的性能分析42-54
• 4.1 引言42
• 4.2 鈦合金的強(qiáng)度42-50
• 4.2.1 α和β兩相耦合系統(tǒng)的強(qiáng)度42-45
• 4.2.2 晶界強(qiáng)化的貢獻(xiàn)45-48
• 4.2.3 α/β相界對(duì)鈦合金強(qiáng)度的影響48-50
• 4.3 鈦合金的塑性性能50-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第5章 Ti55531合金熱加工后的強(qiáng)塑性能54-66
• 5.1 引言54
• 5.2 常規(guī)鍛造后Ti55531合金的性能54-56
• 5.3 等溫鍛造后Ti55531合金的性能56-63
• 5.3.1 制度I熱處理后的性能56-59
• 5.3.2 制度II熱處理后的室溫性能59-63
• 5.4 本章小結(jié)63-66
• 主要結(jié)論66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72-74
• 致謝74-75

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

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本文編號(hào)：848299